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Erhitzer
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Die Erfindung betrifft einen Erhitzer, insbesondere einen Brauchwassererhitzer,
mit einer Wärmepumpe und einem hiervon beheizten Boiler, der im unteren Bereich
seiner Peripherie mit einer Zugangsöffnuns versehen ist, durch welche der Kondensator
der Wärmepumpe in den Boilerinnenraum einführbar ist und welche durch einen aufsetzbaren
Deckel verschließbar ist, an dem der Kondensator befestigt ist, der mit den außerhalb
des Boilers angeordneten weiteren Aggregaten der mit einem Tragrahmen versehenen
Wärpumpe verbunden ist.
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Bei Anordnungen dieser Art läßt sich infolge des Wegfalls von Verbindungsleitungen
zwischen Boiler und Kondensator eine ausgezeichnete Wärmewirtschaftlichkeit und
eine einfache Installation erreichen. Bei den bekannten Anordnungen eingangs erwähnter
Art ist die Wärmepumpe frei tragend an den Boiler angeflanscht. Hierzu ist der Tragrahmen
mit den außerhalb des Boilers sich befindenden Aggregaten der Wärmepumpe nach außen
vorstehend an dem den Kondensator aufnehmenden Deckel der Zugangsöffnung befestigt.
Der hierbei sich ergebende Überstand der Wärmepumpe über den Grundriß des zugeordneten
Boilers kann sich jedoch als zu platzaufwendig und sperrig erweisen, was sich vor
allem bei der Aufstellung in beengten Kellerräumen oder dergleichen als nachteilig
erweisen kann. Außerdem ist die über den Boiler vorstehende Baugruppe vielfach einer
nicht unbeträchtlichen Beschädigungsgefahr durch äußere Krafteinwirkung infolge
von Unachtsamkeiten beim Passiv ren einer derartigen Anordnung mit sperrigen Gütern
oder dergleichen ausgesetzt.
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Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen einen aus einer Wärmepumpe
und einem hiervon beheizten Boiler bestehenden Erhitzer eingangs erwähnter Art zu
schaffen, der nicht nur eine kompakte und platzsparende Bauweise ermöglicht, sondern
auch ohne vorstehende Baugruppen auskommt und bei dem dennoch die Vorteile der gattungsgemäßen
Anordnungen voll erhalten bleiben.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung in überraschend
einfacher Weise dadurch, daß dem
Boiler so viel Bodenfreiheit gegeben
ist, daß der Tragrahmen mit den außerhalb des Boilers angeordneten Aggregaten der
Wärmepumpe unter den Boiler einschiebbar ist.
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Diese Maßnahmen ergeben in vorteilhafter Weise einen äußerst geringen
Flächenbedarf für den gesamten Erhitzer, da infolge des Einschubs der Wärmepumpe
über den Boilergrundriß vorstehende Baugruppen praktisch vollkpmmen in Wegfall kommen.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist daher in der hohen Kompaktheit
der Gesamtanordnung und der zuverlässigen Sicherung der Wärmepumpe gegen äußere
Krafteinwirkungen zu sehen. Unabhängig davon gewährleisten die erfindungsgemäßen
Maßnahmen jedoch eine ausgezeichnete Servicefreundlichkeit, da die gesamte Wärmepumpe
mit sämtlichen Aggregaten einfach als Einschubeinheit ausgebildet ist, die leicht
gehandhabt werden kann und die im ausgefahrenen Zustand dennoch eine ausgezeichnete
Zugänglichkeit zu sämtlichen Aggregaten gewährleistet. Im Bedarfsfalle kann eine
derartige Einschubeinheit leicht und einfach komplett ausgetauscht werden, ohne
den Boiler von seinem Standort entfernen zu müssen. Da der Kondensator hierbei im
unteren, kalten Bereich des Boilerinnenraums wirksam wird, ergibt sich gleichzeitig
eine erwünschte Vergleichmäßigung der Wärmeverteilung.
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Es sind zwar auch schon Anordnungen bekannt geworden, bei denen die
Wärmepumpe auf den Boiler aufgesetzt und der Kondensator etwa lotrecht von oben
in den Boiler eingeführt ist. Anordnungen dieser Art kommen zwar unter Umständen
mit einem geringen Flächenbedarf aus, erweischen sich jedoch als nicht montage-
und
servicefreundlich genug. Die Wärmepumpe mit dem lotrecht in den Boiler hineinragenden
Kondensator kann hierbei nämlich nur in Räumen mit einer sehr großen lichten Höhe
vom Boiler abgezogen bzw. am Boiler in Stellung gebracht werden, was in Kellerräumen,
in denen Anordnungen hier vorliegender Art normalerweise Aufstellung finden, normalerweise
nicht gegeben ist. Falls der Deckenabstand der Wärmepumpe nicht zumindest der Kondensatorlänge
entspricht, muß entweder die Wärmepumpe bei jeder Demontage bzw.
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Montage in ihre Einzelteile zerlegt und bauseitig zusammengesetzt
werden, oder es muß jeweils die Fertigmontage an einem anderen als dem Aufstellungsort
stattfinden, was sich sowohl hinsichtlich der Transportmöglichkeiten als auch hinsichtlich
der Aufstellungsarbeiten als sehr umständlich und nachteilig erweisen kann.
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In vorteilhafter Weiterbildung der übergeordneten Maßnahmen kann der
der Zugangsöffnung des Boilers zugeordnete, den Kondensator tragende Deckel einfach
fluchtend zur Zugangsöffnung starr am Tragrahmen der Wärmepumpe befestigt sein.
Hierdurch ist sichergestellt, daß beim Ausfahren der unter den Boiler eingeschobenen
Aggregate gleichzeitig auch der in den Boilerinnenraum eingreifende Kondensator
ausgefahren wird. Die Wärmepumpe bildet somit eine komplette Einschubeinheit, die
in vorteilhafter Weise ohne Eingriff in den Kältemittelkreislauf komplett austauschbar
ist.
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In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kann der Tragrahmen
eine den äußeren Aggregaten der Wärmepumpe zugeordnete, vorzugsweise als Wanne aus-
gebildete
Palette aufweisen, deren Länge in Einschubrichtung etwas größer als die Länge des
sich über die auf der Palette angeordneten Aggregate hinwegerstrekkenden Kondensators
ist. Hierbei ist es möglich, die unter den Boiler einschiebbare Palette so weit
zu führen, daß der Kondensator problemlos aus der Zugangsöffnung aus-bzw. in diese
eingeschoben werden kann.
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Zur Bewerkstelligung der gewünschten Bodenfreiheit kann der Boiler
zweckmäßig mit mindestens einem bodenseitig angeordneten Stützbein versehen sein.
Sofern zweckmäßig mehrere Stützbeine vorgesehen sind, können diese in vorteilhafter
Weise als Führung für die unter den Boiler einschiebbare Palette dienen, was eine
besonders einfache Anordnung ergibt.
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Eine weitere ganz besonders vorteilhafte Fortbildung der übergeordneten
Maßnahmen kann darin bestehen, daß der Boiler in einem kastenförmigen Gehäuse angeordnet
ist. Hierdurch bietet sich nicht nur eine Möglichkeit zur Verwendung einer sauberen
und individuell gestaltbaren Verkleidung, so daß dem Wunsch vieler Großabnehmer
nach Individualisierung des äußeren Aussehens leicht nachgekommen werden kann, ohne
den grundsätzlichen Erhitzeraufbau zu verändern, sondern ermöqlicht in vorteilhafter
Weise im Falle der Verwendung einer die Wärme von Luft ausnutzenden Wärmepumpe das
Ansaugen der abzukühlenden Luft aus einem weit oberhalb der Wärmepumpe liegenden,
deckennahen Bereich, in welchem sich vielfach warme Luft staut, was sich positiv
auf den mit der Wärmepumpe erzielbaren Wirkungsgrad auswirkt. Hierzu ist das Gehäuse
lediglich im oberen Bereich mit einer Ansaugöffnung und im unte-
ren
Bereich mit einer Ausblasöffnung zu versehen. Die Luft kann in einem einfachen Fall
vorteilhaft einfach durch die vom Boiler nicht eingenommenen Querschnitte des Gehäuses
hindurchgesaugt werden. Zum Ein- und Ausfahren der Wärmepumpe kann das Gehäuse einfach
mit einer geeigneten Ausnehmung versehen sein, die zweckmäßig durch eine abnehmbare
Wandplatte verschließbar ist. Diese Wandplatte kann in weiterer Fortbildung der
vorstehend geschilderten Maßnahmen einfach als an der Palette des Tragrahmens befestigte
Tragrahmen-Rückwand ausgebildet sein, an der der den Kondensator haltende Deckel
befestigt ist, so daß sich bei angeflanschtem Deckel hierüber nicht nur eine Fixierung
der der Ausnehmung zugeordneten Verschlußplatte, sondern eine Fixierung der gesamten
Wärmepumpe ergibt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen
der übergeordneten Maßnahmen ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines
Ausfährungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den restlichen Unteransprüchen.
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Die Zeichnung zeigt eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen
Erhitzers mit ausgefahrener Wärmepumpe teilweise im Schnitt.
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Bei dem der Zeichnung zugrunde liegenden Erhitzer handelt es sich
um eine Vorrichtung zur Bereitstellung von heißem Wasser mit einem Boiler 1 und
einer diesem zugeordneten Wärmepumpe 2. Der Boiler 1 besteht aus einem in an sich
bekannter Weise mit Anschlüssen für Kalt-, Warm- und Zirkulationswasser versehenen
Stahlkessel, der mit einem Isoliermantel umgeben ist. Die Wärmepumpe 2 ist eine
Luft-Wasser-
Wärmepumpe, die die benötigte Primärenergie der Luft
entnimmt. Der Kältemittelkreislauf der Wärmepumpe 2 umfaßt in an sich bekannter
Weise einen Kondensator 3, einen diesem vorgeordneten Verdichter 4 und nachgeordneten
Verdampfer 5. Zum Bewegen der am Verdampfer 5 vorbeistreichenden und dabei sich
abkühlenden Luft ist ein Ventilator 6 vorgesehen. Der Aufbau und die Wirkungsweise
dieser Aggregate einer Wärmepumpe sind an sich bekannt und bedürfen daher keiner
näheren Erläuterung mehr. Zur Aufnahme und Abstützung der genannten Wärmepumpenaggregate
ist ein als Ganzes mit 7 bezeichneter Tragrahmen vorgesehen, auf dem der Kondensator
3, der Verdichter 4, der Verdampfer 5 und der Ventilator 6 sowie die erforderlichen
Leitungen zur Bildung des Kältemittelkreislaufs und eventuell benötigte Steuerorgane
fest montiert sind.
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In der Betriebsstellung befindet sich der Kondensator 3 im Innenraum
8 des Boilers 1. Zum Ein- bzw. Ausfahren des Kondensators 3 ist der Boiler 1 mit
einer durch einen an den Stahlkessel angesetzten, den Isoliermantel durchsetzenden
Rohrstutzen gebildeten Zugangsöffnung 9 versehen, deren lichte Weite etwas größer
als der Durchmesser des hier als Schlange ausgebildeten Kondensators 3 ist. Bei
der Zugangsöffnung 9 kann es sich zweckmäßig um das bei handelsüblichen Boilern
vorgesehene, sogenannte Mannloch handeln. Der Kondensator 3 ist auf einem der Zugangsöffnung
9 zugeordneten Deckel 10 montiert, der auf einen am äußeren Ende des die Zugangsöffnung
9 bildenden Rohrstutzens vorgesehenen Flansch 11 dichtend aufgeschraubt werden kann.
Zur Abdichtung kann dabei einfach eine geeignete Ringdichtung verwendet werden.
Der Deckel 10 ist starr am Tragrahmen 7 fest-
gelegt und damit
praktisch in die Wärmepumpe 2 integriert. Der Tragrahmen 7 der Wärmepumpe 2 besteht
aus einer sämtliche Aggregate mit Ausnahme des Kondensators, also hier den Verdichter
4, den Verdampfer 5 und den Ventilator 6 aufnehmenden Palette 12 und einer hieran
befestigten Rückwand 13, an welcher der der Zugangsöffnung 9 zugeordnete Deckel
10 samt Kondensator 3 festgelegt ist. Die Palette 12 kann zweckmäßig als Wanne ausgebildet
sein, in welcher das vom Verdampfer 5 ablaufende Kondenswasser aufgefangen werden
kann. Die Wärmepumpe 2 weist somit praktisch einen U-förmlgen Querschnitt auf, deren
einer Schenkel durch die Palette 12 samt den hierauf angeordneten Aggregaten, deren
anderer Schenkel durch den über die auf der Palette 12 angeordneten Aggregate sich
hinwegerstreckenden Kondensator 3 und deren die Schenkel miteinander verbindender
Steg durch die Rückwand 13 gebildet wird. In der Betriebsstellung, in welcher der
Kondensator 3 in den Boilerinnenraum 8 hineinragt, greift die Palette 12 mit den
hierauf sich befindenden Aggregaten unter dem Boiler 1 hindurch, wobei sich die
Rückwand 13 eng an den Boiler 1 anlegen kann.
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Zur Bewerkstelligung der benötigten Bodenfreiheit ist der Boiler 1
bodenseitig mit vier seitlichen Stützbeinen 14 versehen, so daß sich zwischen der
Boilerunterseite und einer die Stützbeine 14 aufnehmenden, bodenseitigen Grundplatte
15 ein freier Raum 16 ergibt, in welchem die Palette 12 samt den hierauf sich befindenden
Wärmepumpenaggregaten in der Betriebsstellung Platz findet. Die in der Ansicht t
-förmige Wärmepumpe 2 bildet somit insgesamt eine Einschubeinheit, die mit ihrem
Kondensator 3 in den Boiler-
innenraum 8 und mit ihrer die weiteren
Aggregate aufnehmenden Palette 12 unter den Boiler 1 einschiebbar ist. Zum Ein-
bzw. Ausfahren dieser Einschubeinheit ist diese lediglich in Richtung des Doppelpfeils
17 zu verschieben. Der Höhenabstand des Kondensators 3 von der Palette 12 ist dabei
so gewählt, daß die Achse des durch eine Schlange gebildeten Kondensators 3 mit
der Achse der Zugangsöffnung 9 fluchtet, wenn die Palette 12 auf Einschubhöhe sich
befindet, d.h. im dargestellten Ausführungsbeispiel auf der Grundplatte 15 aufliegt.
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Die Stützbeine 14 bilden gleichzeitig eine der Palette 12 zugeordnete
Führung. Der Abstand der Stützbeine 14 quer zur Einschubrichtung entspricht daher
der Breit der Palette 12 zuzüglich eines ausreichenden Bewegungsspiels, was das
Ein- bzw. Ausfahren der Wärmepumpe 2 sehr erleichtern kann. Es wäre auch denkbar,
der Palette 12 grundplattenseitig über den gesamten Einfahrweg sich erstreckende
Führungsleisten oder dergleichen zuzuordnen, wodurch sich eine besonders hohe Spurtreue
erreichen ließe. Die Palette 12 überragt den Kondensator 3 in Einschubrichtung,
so daß auf jeden Fall eine saubere Führung der Wärmepumpe 2 sichergestellt ist,
solange bz. sobald der Kondensator 3 in die Zugangsöffnung 9 des Boilers 1 eingreift.
In der Einschubstellung der als Einschubeinheit ausgebildeten Wärmepumpe 2 ergeben
sich somit praktisch keine über die Grundfläche des Boilers 1 vor stehende Baugruppen.
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In der dargestellten, besonders bevorzugten Ausführungsform ist der
Boiler i von einem kastenförmigen Gehäuse 18 umgeben, das in dem der Wärmepumpe
2 zugeordneten
Bereich zum Ein- und Ausfahren der Wärmepumpe 2
eine durch eine Platte verschließbare Wandausnehmung 19 aufweist. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel findet zum Verschluß der Wandausnehmung 19 die Rückwand 13 des
Tragrahmens 7 der Wärmepumpe 2 Verwendung, so daß sich beim Aus- bzw. Einfahren
der Wärmepumpe 2 die gehäuseseitige Wandausnehmung 19 automatisch öffnet bzw. schließt,
ohne daß zusätzliche Teile demontiert werden müßten. In der Betriebs stellung wird
die Rückwand 13 und mit dieser die gesamte Wärmepumpe 2 durch die dem rückwandfesten
Deckel 10 und dem boilerseitigen Flansch 11 zugeordneten Halteschrauben fixiert.
Lediglich diese Halteschrauben sind beim Ein- bzw. Ausfahren der als Einschubeinheit
ausgebildeten Wärmepumpe 2 anzuziehen bzw. zu lösen. Die Köpfe der den Deckel 10
durchsetzenden Befestigungsschrauben können durch eine gemeinsame Abdeckschale abgedeckt
sein, die gleichzeitig auch die den Deckel durchsetzenden zum Kondensator 3 führenden
Leitungen des Kältemittelkreislaufes abdeckt.
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Der Umriß des Gehäuses 18 weicht vom Umriß des Boilers 1 ab, so daß
durch den Ventilator 6 einfach Luft durch das Gehäuse 18 hindurchgesaugt werden
kann, wie durch die Pfeile 20 angedeutet ist. Hierzu ist das Gehäuse 18- im Bereich
seines oberen Endes mit einer Ansaugöffnung 21 und im Bereich seines unteren Endes
mit einer Ausblasöffnung 22 versehen.
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Die Ausblasöffnung 22 befindet sich im dargestellten Ausführungsbeispiel
im Bereich der Rückwand 13 des Tragrahmens 7, vor welcher der der Luft Wärme entziehende
Verdampfer 5 angeordnet ist, Die Rückwand i3 ist mit der Palette 12 durch seitliche
Laschen 23
verbunden, die sich bis'über den dem Verdampfer 5 vorgeordneten
Ventilator 6 erstrecken und somit eine Kanalisierung der Luft ergeben. Die hier
durch das Gehäuse 18 hindurchgesaugte Luft stammt aus einem weit über der Wärmepumpe
2 liegenden, im Bereich des oberen Gehäuseendes sich befindenden Niveau, was sich
im Hinblick auf den Umstand., daß warme Luft stets nach oben.steigt und kalte Luft
abfällt, positiv auf die Temperatur der vom Ventilator 6 angesaugten Luft und damit
den Wirkungsgrad der Wärmepumpe 2 auswirkt.
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Neben der Ansaugöffnung 21 können im Bereich des oberen Gehäuseendes
auch noch weitere Anschlußöffnungen für Luft schächte oder dergleichen vorgesehen
sein, mit denen bei Bedarf Luft aus anderen Räumlichkeiten oder aus dem Freien angesaugt
werden kann.
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Der Boiler 1 weist normalerweise einen kreisrunden Querschnitt auf.
Sofern das kastenförmige Gehäuse 18 wie im dargestellten Ausführungsbeispiel einen
hiervon abweichenden Mehreckquerschnitt aufweist, ergeT ben sich freie Querschnitte,
durch welche die Luft hindurchgesaugt werden kann. Die Gesamtfläche dieser Querschnitte
ist zweckmäßig so zu bemessen, daß sich keine Drosselwirkung ergibt. Es wäre aber
auch denkbar, zur Führung der Luft einen von der Ansaugöffnung 21 bis zum freien
Raum 16 sich erstreckenden, in das Gehäuse 18 integrierten Luftschacht vorzusehen,
was sich unter Umständen günstig auf den Wärmeverlust des Boilers 1 auswirken kann.
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Vorstehend ist zwar ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert, ohne daß jedoch hiermit eine Beschränkung verbunden
sein soll. Vielmehr stehen dem Fachmann eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung,
um den allgemeinen Ge-
danken der erfindungsgemäßen Lösung an die
Verhältnisse des Einzelfalls anzupassen.
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